Kalte Fakten für den Fachplaner - USV-Systeme...DIN 50600 Bitkom TÜV Nord Tekit – TÜV Saarland...

Kalte Fakten für den Fachplaner

Belastbare, technische Daten für eine reibungslose und nachhaltige

Planung der USV Stromversorgungstechnik

Produkt Unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlage,

einschubmodular aufgebaut, skalierbar und redundant

Baureihe WISUS-MS Anbieter Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH

Eigenschaften auf einen Blick:

Schrittweise skalierbar von 50 kW bis 800 kW pro Systemschrank und

bis zu 6,4 MW pro USV-System

Konfigurierbar für N, N+1, 2N, 2N+1, N+X und 2N+X

Extrem geringe Verlustleistungen mit einem pPUE von nur 1,03 durch

97 % Wirkungsgrad

Stand: November 2017 – aktuelle Version auf Homepage unter: www.woehrle-svs.de/lv

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© Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH Änderungen vorbehalten

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Seite 2 von 40 Stand: 12.03.2018

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH Seit über dreißig Jahren entwickelt, produziert und vertreibt Wöhrle intelligente sowie maßge-schneiderte Stromversorgungssysteme. Im Kompetenzzentrum in Steinenbronn entstehen USV-Anlagen, Schaltnetzgeräte, DC-USV-Systeme sowie Transformatoren in echter Maßarbeit und schwäbischer Perfektion. Neben Standardlösungen werden dabei auch Sonderlösungen realisiert, die auf die individuellen Bedürfnisse und besonderen Anforderungen der Kunden zugeschnitten sind. Wöhrle-USV-Lösungen zeichnen sich besonders aus, durch einen geringen Energieverbrauch, maximale Energieeffizienz und hoher Leistung bei minimalen Betriebskosten (TCO). Dabei bietet Wöhrle ein breites Leistungsspektrum bis in den MVA-Bereich an. Ein umfangreicher, professionel-ler und zuverlässiger Service vervollständigt das Leistungsportfolio von Wöhrle. 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr. Aufgrund der jahrelangen Erfahrung und Spezialisierung werden die Produkte weltweit sowohl im industriellen Umfeld und in kritischen Umgebungen als auch in IT-Applikationen und in Rechenzen-tren eingesetzt. Darüber hinaus werden Lösungen für die Medizintechnik sowie für die Bereiche Sicherheit, Energie, Umwelt und Lasertechnologie realisiert.


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Inhalt 1 Begriffsdefinitionen ............................................................................................................................................................... 4

2 Betriebsarten aus EN 62040-3 ............................................................................................................................................. 5

3 Verfügbarkeitsklassen – Übersicht ....................................................................................................................................... 6

4 Konfigurationsbeispiele und Skalierbarkeit ........................................................................................................................... 6

5 USV-Redundanzmöglichkeiten ............................................................................................................................................. 7

6 Checkliste für LV Texte ........................................................................................................................................................ 7

7 LV-Text ................................................................................................................................................................................. 9

8 TÜV geprüfte Messergebnisse der Wirkungsgrade, pPUE und Verlustleistungen .............................................................. 15

9 Produktbeschreibungen ...................................................................................................................................................... 16

10 Technische Spezifikation .................................................................................................................................................... 17

10.1 Beschreibung des Stromsystems ........................................................................................................................... 17

10.2 Mechanische Eigenschaften des Systemschrankes ............................................................................................... 18

10.3 Mechanische Eigenschaften der USV-Module ........................................................................................................ 18

10.4 Eingangskennwerte ................................................................................................................................................ 19

10.5 Batterieeigenschaften ............................................................................................................................................. 20

10.6 Ausgangskennwerte ............................................................................................................................................... 20

10.7 Umgebungsbedingungen ........................................................................................................................................ 21

10.8 Normen ................................................................................................................................................................... 22

10.9 Verkabelungs- und Blockdiagramm für alle Systemschränke und Module .............................................................. 22

11 Kabelquerschnitte, Selektivität, Kurzschlussfestigkeit, Schutzorgane und Überlastbarkeit ................................................. 23

12 Abmessungen, Einbringung und Aufstellung ...................................................................................................................... 28

13 Installationsplanung, Aufstellung und Wärmeabgabe ......................................................................................................... 28

14 Batteriewerte ...................................................................................................................................................................... 29

15 Servicedienstleistungen ...................................................................................................................................................... 30

16 Schnittstellen, Anschlüsse und Softwarezubehör ............................................................................................................... 30

16.1 Kommunikations- und Überwachungssystem ......................................................................................................... 30

16.1.1 Überblick .................................................................................................................................................. 31

16.1.2 Funktionsprinzip ....................................................................................................................................... 31

16.1.3 Redundante Bussteuerung ...................................................................................................................... 32

16.1.4 Schwachstromkontaktkarte ...................................................................................................................... 33

16.1.5 Anschlüsse an der Schwachstromkontaktkarte ........................................................................................ 34

16.1.6 Überwachungsschnittstellenkarte............................................................................................................. 35

16.1.7 Display ..................................................................................................................................................... 35

16.2 Optionen ................................................................................................................................................................. 36

16.2.1 Rückspeiseschutzkarte ............................................................................................................................ 36

16.2.2 Schwachstromkontakterweiterungskarte .................................................................................................. 36

17 Kontaktpersonen für den Fachplaner.................................................................................................................................. 38


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1 Begriffsdefinitionen Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung - USV - besteht aus einer Kombination von elektro-nischen Stromrichtern und Energiespeichern (Akkumulatoren), die für die kurzfristige Aufrechter-haltung der Stromversorgung eines Verbrauchers im Falle eines Netzausfalles sorgt. Die perma-nente Vorhaltung von Energie ist – je nach eingesetzter Technologie – mit unterschiedlich großen Verlusten verbunden. Modularität (auch Baustein- oder Baukastenprinzip) ist die Aufteilung eines Ganzen in Teile, die als Module, Bauelemente oder Bausteine bezeichnet werden und über entsprechende Schnittstel-len interagieren. Bei einem modularisierten Aufbau werden Gesamtsysteme aus standardisierten Einzelbauteilen entlang definierter Schnittstellen zusammengesetzt. Darüber hinaus bieten modu-lare Systeme eine erhöhte Flexibilität (Anpassungsfähigkeit), wenn verschiedene kompatible Mo-dule zur Verfügung stehen, die angebracht, entfernt, gewechselt oder anders gruppiert werden können, um das System an neue Bedingungen anzupassen. Eine modulare USV-Anlage ist eine parallelschaltbare USV-Anlage, in der mehrere identische Module (oder parallelschaltbare Einzelblöcke) über definierte Schnittstellen miteinander interagie-ren. Eine einschubmodulare USV-Anlage besteht aus kleineren, einfach transportablen und parallel-schaltbaren USV-Modulen die in einen Systemschrank integriert werden und über definierte Schnittstellen miteinander interagieren. Redundanz (lat. redundare = im Überfluss vorhanden sein) wird dadurch erreicht, dass ein Modul (oder eine Anlage) mehr installiert wird als für die Last erforderlich ist. Durch Modularität wird die Erweiterung (Skalierbarkeit) vereinfacht. Skalierbarkeit vermeidet eine kostspielige Überdimensionierung und spart Energie.


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2 Betriebsarten aus EN 62040-3

Statische USV-Typen werden in drei Kategorien aufgeteilt. In der europäischen Norm EN 62040-3 werden die Klassifizierung und die zugehörigen Bestimmungsmethoden für statische USV-Sys-teme definiert und beschrieben. Man unterscheidet dabei mehrere Netzstörungsarten (s. Tabelle unten).

Dynamische USV-Anlagen mit und ohne Verbrennungsmotoren unterliegen der DIN 6280-12. Für den Einsatz in Rechenzentren sollten grundsätzlich statische USV-Anlagen mit der Klassifizie-rung »VFI« nach EN64040-3 bzw. Diesel-USV-Anlagen nach DIN 6280-12 eingesetzt werden.

Statische USV-Anlagen nach dieser Klassifizierung sind im Leistungsbereich von etwa 0,5 kW ver-fügbar und können je nach Fabrikat bis zu einer Leistung von mehreren MW parallel geschaltet werden.

Netzstörungen Zeit EN 62040-3 USV-Lösung Ableiter-Lösung

1. Versorgungsunterbrechungen >10 ms VFD

Voltage + Fre-quency De-pendent

Klassifizierung 3

Passiver Standby-Betrieb (offline)

-

2. Spannungsschwankungen >16 ms -

3. Spannungsspitzen 4-16 ms -

4. Unterspannungen Kontinuierlich VI *)

Voltage Inde-pendent

Klassifizierung 2

Line-Interactive-Betrieb

-

5. Überspannungen kontinuierlich -

6. Spannungsstöße (Surge) <4 mx

VFI

Voltage + Fre-quency Inde-pendent

Klassifizierung Double Conver-sion Betrieb (online) Dauer-wandler

-

7. Blitzeinwirkungen Sporadisch Blitz- und Überspan-nungsschutz IEC 60364-5-534

8. Spannungsverzerrung (Burst) Periodisch -

9. Spannungsoberschwingungen Kontinuierlich -

10. Frequenzschwankungen Sporadisch -


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3 Verfügbarkeitsklassen – Übersicht

% Uptime Institute

TIA- 942-A

TÜV Rheinland

DIN 50600 Bitkom TÜV Nord Tekit – TÜV

Saarland BICSI

<99 Class F0

99.671 Tier I Tier 1 Cat 1/Cat 1+ VK-1 A Level 1 Stufe 1 Class F1

99.749 Tier II Tier 2 Cat 2/Cat 2+ VK-2 B Level 2 Stufe 2 Class F2

99.982 Tier III Tier 3 Cat 3/Cat 3+ VK-3 C Level 3 Stufe 3 Class F3

99.995 Tier IV Tier 4 Cat 4 VK-4 D Level 4 Stufe 3+ Class F4

99.9999 VK-4

erweitert E

4 Konfigurationsbeispiele und Skalierbarkeit Es sind USV-Systemschränke für 4,6,8,10 und 12 Module erhältlich. Insgesamt können 128 Mo-dule in bis zu 8 Systemschränken (6,4 MW) parallel geschaltet werden.


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5 USV-Redundanzmöglichkeiten Folgende Redundanzen werden üblicherweise beim Einsatz von USV Anlagen angewendet, Bei-spiel mit einer Last von 100 kW:

100 kW

100 kW

100 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

100 kW

100 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

50 kW

100 kW

100 kW

100 kW

100 kW

N

N+1

N+1

N+2

2N

2(N+1)

2(N+1)

A

B

A

A

B

B

AUSLASTUNG

100 %

AUSLASTUNG

50 %

AUSLASTUNG

67 %

AUSLASTUNG

50 %

AUSLASTUNG

50 %

AUSLASTUNG

25 %

AUSLASTUNG

33 %

6 Checkliste für LV Texte Diese Checkliste für Fachplaner, Errichter und Betreiber dient als Unterstützung bei der Erstellung von Leistungsverzeichnissen für USV-Systeme und deren Einbindung in Ausschreibungen.

Um zukünftig über ein normgerechtes Rechenzentrum zu verfügen, ist es erforderlich, Verfügbar-keitsschutzklassen, sowie ein geeignetes Niveau der Energieeffizienz festzulegen und die Planung und Ausführung entsprechend auszulegen. Betroffen sind nicht nur Planer und Errichter, sondern insbesondere auch Betreiber und Nutzer von Rechenzentren, da Normen nicht einfach ignoriert werden sollten. Hierbei können haftungsrechtliche Konsequenzen nicht ausgeschlossen werden. Die Umwandlungsverluste in USV-Anlagen sind durch hohe und weiter steigende Stromkosten un-terschiedlich kostenintensiv. Deshalb sollten Angaben über zugesagte Wirkungsgrade sorgfältig überprüft und verglichen werden.


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Es ist darauf zu achten, dass alle Angaben über Verlustleistungen und Wirkungsgrade von akkreditierten Prüfstellen (z.B. TÜV oder VDE) typbezogen bestätigt wurden, damit die In-vestition und alle berücksichtigten Folgekosten (CAPEX und OPEX) auf nachweislich be-lastbaren Daten und Zahlen basieren.

Angaben über Wirkungsgrade müssen auf Messungen der Wirkleistung in kW basieren (EN62040-3, 6.6.11 - durch Messung der Eingangs- und Ausgangswirkleistung bei Normal-betrieb und verfügbarer Nennlast).

Angaben über Wirkungsgrade sind besonders im Teillastbereich mit 15-50 % Auslastung zu berücksichtigen (USV-Anlagen werden selten unter Volllast betrieben und sind meistens redundant ausgelegt).

Die USV-Anlage ist für die Betriebsart V-F-I (Doppelwandlermodus/Dauerbetrieb) nach EN 62040-3 auszulegen.

Gefordert wird eine konfigurierbare USV-Leistungsvirtualisierung. Bei geringer Belastung

sorgt sie für eine zusätzliche Maximierung des Systemwirkungsgrades parallel betriebener USV-Leistungsmodule und -Systeme. Die Virtualisierung optimiert den Betrieb einzelner Leistungsmodule für höhere Wirkungsgradwerte im Doppelwandlermodus, in dem nicht be-nötigte Leistungsmodule in den Ruhemodus versetzt werden. Dadurch wird die prozentuale Belastung der übrigen Module maximiert. Im Fall einer erhöhten Last werden die ruhenden Leistungsmodule umgehend aktiviert. Hierdurch ergibt sich ein Höchstmaß an Energieeffizi-enz und Einsparungen an Energiekosten wie in der DIN ISO 50001 gefordert.

Die projektierte Anfangsnennleistung und Endleistung muss festgelegt werden. Häufig wird

im Rechenzentrum (Serverraum oder Technikraum) mit einer geringen Leistung gestartet. Die projektierte Endleistung wird in der Regel erst Jahre nach der Inbetriebnahme erreicht. Mit einer einschubmodularen Anlage kann ein günstiger Arbeitspunkt (hoher Wirkungsgrad) durch Anpassung auf die Verbraucherleistung gewährleistet werden, ohne die Installation ändern zu müssen oder in Betrieb befindliche Anlagen abzuschalten. Die etwas höheren Kosten werden durch die Energieeinsparung nach wenigen Jahren ausgeglichen.

IT-Last ist voreilend, somit kapazitiv. Transformatoren und Motoren sind meistens nachei-lend, somit induktiv. Deshalb ist darauf zu achten, dass die volle Leistung in kW im Bereich 0,7 voreilend bis 0,7 nacheilend ohne Leistungsminderung verfügbar sein muss.

Die volle Ausgangsleistung in kW muss auch bei einer Umgebungstemperatur von bis zu

+40°C dauerhaft zur Verfügung stehen.

Der Parallelbus von parallelgeschalteten Systemschränken und Modulen muss aus Verfüg-barkeitsgründen über fehlertolerante Ringleitungen miteinander interagieren.

Bei modularen Systemen haben Updates von interner Steuersoftware in den Modulen syn-

chron zu erfolgen. Ein synchronisiertes Software-Update vermeidet unterschiedliche Soft-ware-Versionen in den einzelnen Modulen und unterbindet schwerwiegende Komplikatio-nen im Parallelbus (möglicher Ausfall der USV). Der Anbieter muss die Funktionalität nach-weisen und garantieren.


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Um den Anforderungen der höchsten Verfügbarkeitsklassen (EN 50600, BSI, TIER) zu ge-nügen, muss eine Wartung oder Austausch von USV-Modulen im laufenden Betrieb, ohne Umschaltung auf die elektronischen Umgehungsschalter (Bypass), erfolgen können. Eine Umschaltung auf das „ungeschützte Netz“ ist bei höheren Verfügbarkeitsklassen nicht zu-lässig und darf nicht durchgeführt werden.

7 LV-Text USV – Anlage als statische, einschubmodulare und erweiterbare (skalierbare) Dreiphasen-USV für N+1 redundanten Parallelbetrieb mit elektronischen Umgehungsschalteinrichtun-gen

Leistungsanforderung: XXX kVA / XXX kW Nennleistung der Leistungsmodule: 50 kVA / 50 kW Nennleistung der Systemschränke für Leistungsmodule: XXX kVA / XXX kW Max. Ausgangsleistung für Redundanz: XXX kVA / XXX kW Freie Steckplätze für Leistungsmodule zur Erweiterung: XX

Funktionsweise/Geforderte Eigenschaften Um Störungen und Unregelmäßigkeiten des öffentlichen Stromversorgungsnetzes von den span-nungsempfindlichen Verbrauchern fernzuhalten, soll eine statische unterbrechungsfreie Stromver-sorgungsanlage (USV - Anlage) eingesetzt werden. Sie ist als modulare Anlage, bestehend aus parallel geschalteten 50 kW Einschubmodulen aufzu-bauen. Das USV-System muss unabhängig von der im Endausbau benötigten Leistung individuell an den Verbraucher angepasst werden können und bei steigendem Leistungsbedarf erweiterbar sein. Die optionale N+1 Redundanz wird dadurch erreicht, dass ein USV-Modul mehr als für die notwendige angeschlossene Verbraucherleistung installiert wird. Der interne elektronische Bypass der USV muss auch bei Teilbestückung auf die maximale An-schlussleistung des Schrankes ausgelegt sein. Das komplette System muss unabhängig von der im Endausbau benötigten Leistung individuell an den Verbraucher angepasst werden können, und bei steigendem Leistungsbedarf erweiterbar sein. Zur Verbesserung des Selektivitätsverhaltens im Ausgangsverteilerkreis muss sichergestellt sein, dass bei vorhandenem Netz der elektronische Bypass den 10-fachen Nennstrom für mindestens 100 ms sowie der Wechselrichter bei nicht vorhandenem Eingangsnetz den 3-fachen Nennstrom für mindestens 200 ms liefern kann.


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Jedes Modul muss aus den Funktionsteilen Gleichrichter, Booster, Wechselrichter, Batteriekreis, DC-Wandler zur rippelfreien Batterieladung bestehen. Zur einfachen Handhabung sind die USV-Module in Einschubtechnik auszuführen und in Schränke einzubauen. Die Schränke sind so aufzubauen, dass die erforderliche Anzahl von USV-Modu-len eingebaut werden kann. Im unteren Schrankteil ist das Modul des elektronischen Bypasses so-wie eine Handumgehung (Revisionsschalter) anzuordnen. Zur einfachen Handhabung sind die USV-Baugruppen in Einschubtechnik auszuführen und in Sys-

temschränke einzubauen.Zur Erzielung einer größtmöglichen Versorgungssicherheit, für die an-

geschlossenen Verbraucher, werden nur nach dem Doppelwandler Prinzip (Online-Betrieb) arbei-tende Anlagen gemäß Klassifikation VFI-SS-111 (Voltage und Frequency Independent) nach EN 62040-3 zugelassen. Der Gesamtwirkungsgrad des USV-Systems ist leistungsabhängig und muss ab 25 % Last einen Mindestwert von 95,5 % erfüllen. Angaben zur Wirkungsgrad müssen durch zertifizierte Prüfinstitute nachgewiesen werden. Die USV-Anlage muss aus Gründen der Nachhaltigkeit und weiter steigenden Stromkosten über ein zuschaltbares Lastmanagementsystem (Hibernation Mode) zur Wirkungsgradoptimierung im Teillastbetrieb und bei redundantem Systemaufbau verfügen. Nicht benötigte Leistungsmodule werden auf Wunsch oder automatisch (konfigurierbar) in den Bereitschaftsbetrieb versetzt. Die ver-bleibenden Module werden somit höher ausgelastet und arbeiten mit einem höheren Wirkungs-grad. Eine Rotation der Abschaltung der Module muss möglich sein, somit wird eine wesentlich hö-here Gebrauchsdauer der Module garantiert. Eine Begrenzung der maximalen Eingangsleistung muss programmierbar sein. Es muss gewährleistet sein, dass die Anlage in Doppelwandler-Modus (Online-Betrieb) VFI-SS-

111 verbleibt.Darüber hinaus muss die USV-Anlage einen weiteren wählbaren Betriebsmodus zur

Wirkungsgradoptimierung besitzen. In dieser Betriebsart versorgt die USV die Last direkt und zu-verlässig mit Netzstrom über den statischen Bypass, solange die Netzspannung und -frequenz in-nerhalb bestimmter Grenzen liegen. Dieser Modus zur Wirkungsgradoptimierung muss einen Wir-kungsgrad von mindestens 98 % gewährleisten. Die USV-Anlage muss über ein automatisches System zur Optimierung des Ladeverfahrens, zur laufenden Überwachung des Batteriezustandes sowie zur Durchführung von automatischem Batte-rietests verfügen, die regelmäßig in frei programmierbaren Zeitabständen eingeleitet werden kön-nen. Das Batteriemanagementsystem sorgt dafür, dass die Batterien nur bei Bedarf geladen wer-den. Zum Funktionsumfang gehören auch die Optimierung der Ladedauer und eine Aufladung mit temperaturabhängigen Ladespannungen. Bei einem Netzausfall erfolgt die Energieversorgung für den Wechselrichter unterbrechungsfrei in-nerhalb der vorgegebenen Überbrückungszeit aus den Batterien, bzw. für die Zeit bis das öffentli-che Netz wiederkehrt oder ein Ersatznetz die Energieversorgung des Gleichrichters übernimmt. Über den DC-Wandler werden dann automatisch die Batterien in einer angemessenen Zeit wieder aufgeladen.


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Die Schaltkreise am Netzeingang der USV müssen so ausgelegt sein, dass ein sinusförmiger Strom mit ein Lastfaktor von nahezu 1 erzielt wird. Der Klirrfaktor des Eingangsstroms darf im Be-reich von 25 bis 100 % der Nennleistung nicht größer als 4 % sein. Dadurch muss eine eventuell vorgeschaltete Netzersatzanlage (z.B. Dieselgenerator) mit höchstens Faktor 1,2 x USV - Leistung überdimensioniert werden. Um die Energiekosten zu minimieren muss gewährleistet sein, dass die zulässige Netzverzerrung am Eingang ohne 12-Puls-Technik oder Transformatoren eingehalten wird. Um über den gesamten Lastbereich einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen, werden aus-schließlich transformatorenfreie USV - Anlagen zugelassen. Der Wechselrichter erzeugt aus der Gleichspannung eine stabilisierte Wechselspannung mit kon-stanter Frequenz. Netzstörungen dürfen sich auf die Wechselrichterausgangsspannung nicht aus-wirken, und selbst ein Totalausfall des Netzes muss ohne Einfluss auf die angeschlossene Last bleiben. Das USV System verfügt an der Tür über ein benutzerfreundliches, menügeführtes Touchscreen-Display für die Bedienung der Anlage. Hierüber hat die Konfiguration, Steuerung der Anlage zu er-folgen und ermöglicht den Zugang zu allen Messwerten im Systemschrank sowie der einzelnen Modulen. Ein Eventregister mit mindestens 2.000 registrierten und speicherbaren Ereignissen ist gefordert. Es muss gewährleistet sein, dass sich die prozentuale Lastanzeige auf die entnommene Wirkleistung bezieht und es muss im Display Wirk-, und Scheinleistung angezeigt werden. Ein Austausch von einem defekten USV - Modul in einer Redundanzkonfiguration muss aus Ver-fügbarkeitsgründen ohne Umschaltung auf EUE (elektronische Umgehungsschalteinrichtung) im laufenden Betrieb unter Einhaltung der Lastenhandhabungsverordnung (LasthandhabV) erfolgen können. Die Module müssen ohne zusätzliche Konfiguration eingesetzt und in den Parallelverbund geschaltet werden können. Updates von interner Steuersoftware in den Modulen haben synchron zu erfolgen. Ein synchroni-siertes Software-Update vermeidet unterschiedliche Software-Versionen in den einzelnen Modulen und unterbindet schwerwiegende Komplikationen im Parallelbus (möglicher Ausfall der USV). Der Anbieter muss die Funktionalität nachweisen und garantieren. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit haben die USV Systeme (Schränke) intern über einen redundan-ten Bus, so dass auch ein Ausfall bzw. ein Austausch einer Buskarte im Onlinemode erfolgen kann. Es müssen bis zu 8 Systemschränke und bis zu 128 USV-Module parallelschaltbar sein. Das System kann sowohl mit Wandabstand, als auch mit entsprechendem Toplüfter Paket (Op-tion) direkt an die Wand aufgestellt werden. Auch eine Gangschottung muss standardmäßig mög-lich sein.


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Seite 12 von 40 Stand: 12.03.2018

Spezifikationen Eine statische skalierbare und unterbrechungsfreie Stromversorgung modular aufgebaut. Gefordert USV - Klassifikation gem. EN 62040-3: VFI-SS-111 (Spannungs- und Frequenzunabhängig) Leistungsanforderung: XXX kVA / XXX kW Nennleistung der Leistungsmodule: 50 kVA / 50 kW Nennleistung der Systemschränke für Leistungsmodule: XXX kVA / XXX kW Max. Ausgangsleistung für Redundanz: XXX kVA / XXX kW Freie Steckplätze für Leistungsmodule zur Erweiterung: XX Leistungserhöhung durch Zusatzmodule: gefordert Zur einfachen Handhabung sind die USV-Module in Einschubtechnik auszuführen und in spezielle USV-Steuerschränke einzubauen. Sicherheit: EN 62040-1 EMV: EN 62040-2 Betriebsanforderungen: EN 62040-3 Bedienfeld / Display / Anzeige: 7 Zoll Touchscreen (mehrsprachig) zur Konfiguration, Abruf von bis zu 2.000 Alarme sowie allen relevanten Messergebnisse, wie unter anderem: Schein-, Wirkleis-tung, Ausgangsstrom, prozentuale Angaben des Systems bzw. der Einzelmodule, Spannungen (Netzeingang , Ausgang, Batterieanlage) Ereignisspeicher: Eintrag aller betriebsrelevanten Daten mit Datum und Uhrzeit Eingang: 3 x 400/230 V Toleranz (ohne Batterieentladung bei Belastung):

Bei 40°C: 3×324/187 bis 485/280 V für ＜100 % Last;

Bei 30°C: 3×305/176 bis 3×485/280 V für ＜100 % Last;

Bei 40°C: 3×262/151 bis 3×485/280 V für ＜ 80 % Last;

Bei 30°C: 3×249/144 bis 485/280 V für ＜ 80 % Last;


Bei 30°C: 3×194/112 bis 485/280 V für ＜ 60 % Last.


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Seite 13 von 40 Stand: 12.03.2018

Netzfrequenz Eingang: 50 Hz / 60 Hz einstellbar Netzfrequenzbereich ohne Batterieentladung: 35-70 Hz Verzerrungsfaktor THDI (Eingang): < 3 % (ohne Reduzierung des Wirkungsgrades)

bei 25-100 % Nennlast Dieselgenerator-Überdimensionierung Faktor : < 1,2 x USV-Leistung Ausgang: 400/230V (5 Leiter) Bypass elektronisch: 1 x pro Systemschrank Bypass manuell integriert: Handumgehung gefordert Spannungsregelung: < +/- 1 % statisch Ausgangsfrequenz: 50 Hz Überlastbarkeit Wechselrichter: 110 % 60 Min / 125 % 10 Min / 150 % 1 Min Schutzart: IP 20 Wirkungsgrad:

Bei 10 % Last > 95,0 % Bei 25 % Last > 96,5 % Bei 40 % Last > 97,0 % Bei 50 % Last > 96,5 % Bei 75 % Last > 96,5 % Bei 100 % Last > 96,0 %

Netzwerkkarte (SNMP oder ModBus in Slot) mit Web-Interface: gefordert Programmierbare Relaisschnittstelle: gefordert Ausgeschriebener Anlagentyp: Wöhrle WISUS Serie MS Abmessungen: z.B. 600 x 2.000 x 850 mm (BxHxT) (abhängig vom Schranktyp)


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Seite 14 von 40 Stand: 12.03.2018

Montage und Inbetriebnahme Anlieferung, Einbringung, Montage und Inbetriebnahme gefordert Gewährleistung/Wartung Für die USV – Anlage ist eine komplette und vollständige Gewährleistung für einen Zeitraum von 2 Jahren ab Installation zu garantieren. Die Gewährleistung im 2. Jahr ist an den Abschluss eines Wartungsvertrags mit dem Errichter der Anlage gebunden. Dies ist ein Konfigurationsbeispiel. Wenn Sie einen individuellen LV-Text wünschen, kontaktieren Sie uns. Wir antworten gerne und schnell. Kontaktinformationen finden Sie am Ende des Doku-ments.


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Seite 15 von 40 Stand: 12.03.2018

8 TÜV geprüfte Messergebnisse der Wirkungsgrade, pPUE und Verlustleistungen

Prüfbericht auf Anfrage erhältlich

Be

i N

en

nein

ga

ng

ss

pa

nn

un

g

(400

/23

0 V

AC

)

Last P in S in P out S out Verlust-leistung

pPUE* Wirkungs-

grad

% KW KVA KW KVA KW nur USV %

9.84 41.25 41.47 39.36 39.44 1.88 1.048 95.43

19.88 82.19 82.59 79.52 79.88 2.67 1.034 96.75

24.88 102.65 103.15 99.52 100.03 3.13 1.031 96.95

29.86 123.08 123.52 119.42 119.88 3.66 1.031 97.03

40.50 167.00 167.00 162.00 162.18 5.00 1.031 97.05

49.88 205.74 205.83 199.52 199.93 6.21 1.031 96.98

59.58 245.88 246.00 238.31 238.98 7.57 1.032 96.92

69.95 289.07 289.20 279.79 280.50 9.28 1.033 96.79

74.91 309.75 309.88 299.62 300.36 10.13 1.034 96.73

79.84 330.48 330.61 319.38 320.14 11.10 1.035 96.64

89.95 373.05 373.22 359.81 360.58 13.24 1.037 96.45

99.79 415.01 415.01 399.15 400.00 15.85 1.040 96.18

*Basierend auf Berechnungen


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9 Produktbeschreibungen Wesentliche Merkmale von WISUS-MS 50-800 kW:

Hoher Wirkungsgrad und Energie sparend

WISUS-MS bietet einen besonders hohen Wirkungsgrad von bis zu 97 % im Normalmodus.

Hohe Zuverlässigkeit und Redundanz

Hot-Swap-Fähigkeit des Leistungsmoduls, Bypassmoduls und des Steuermoduls, einfache Wartung und Erweiterung.

Redundanz: Die Steuermodule verwenden ein redundantes Design. Lüfter haben eine hohe Fehlertoleranzfähigkeit: Wenn ein einzelner Lüfter im Normalmodus defekt ist, läuft die WISUS-MS-Anlage mit 50 % Last; wenn zwei Lüfter defekt sind, läuft die WISUS-MS-Anlage mit 30 % Last.

Konzentrierter Bypass und keine Lastverteilungsprobleme. Der Bypass ist eher einfach und zuverlässig, ein Redundanzdesign ist nicht nötig.

Hohe Leistungsdichte

Die Leistungsdichte der Leistungsmodule kann bis zu 23 W/Inch3 erreichen, das ist die höchste der Branche.

Stromleistung eines einzelnen Systemschranks bis zu 800 kW (16 x 50-kW-Module), 50 % Einsparung der Aufstellfläche, mehr IT-Rack-Platz.

Erweiterbarkeit: Die Anlage unterstützt 8 parallele Einheiten, die Maximalleistung pro Sys-tem beträgt 6,4 MW

Hohe Belastbarkeit

Die Anlage WISUS-MS besitzt einen Ausgangsleistungsfaktor (PF) von 1 und ist für induktive und kapazitive Lasten mit PFs von über 0,5 geeignet.

Hohe Aufladung

Die Batterieladekapazität kann bis zu 30 % der Grundkapazität eines Leistungsmoduls erreichen. Es muss kein externes Ladegerät konfiguriert werden, wenn eine Reihe von Batteriesträngen kon-figuriert sind.


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10 Technische Spezifikation

10.1 Beschreibung des Stromsystems

1. Gleichrichter: Ein PWM-Gleichrichter mit IGBT-Transistoren konvertiert den Eingangswech-selstrom (400 V) in Gleichstrom (740 V). Mit der Sanftanlauftechnik wird die Ausgangs-spannung des Gleichrichters langsam ohne Auswirkungen auf das Netz auf 740 V DC an-gehoben. Mithilfe des modernen IGBT-Gleichrichters wird ein Eingangsleistungsfaktor von > 0,99 und eine Verzerrung durch Oberschwingungen des Eingangsstroms von unter 3 % erzielt, was zu vielen wichtigen Vorteilen für Ihre Reduzierung der Zusatzkosten führt. Ge-währleistet sauberen, sinusförmigen Eingangsstrom und vermeidet Unreinheit der Vor-schaltstromversorgung.

2. Wechselrichter: Der Inverter wandelt Gleichstrom (740 V) in Wechselstrom (380 V) um. Zu-sammen mit einem fortschrittlichen Regelalgorithmus wird der Oberwellen- und Klirranteil wirkungsvoll auf 2 % reduziert.

3. Statischer Doppelschalter: Der statische Doppelschalter besteht aus Thyristor und Relais,

um die unterbrechungsfreie Schaltung zwischen Bypass und Wechselrichter sicherzustel-len. Die Steuerschaltung verwendet eine „Nulldurchgang“-Konversionstechnologie, um zu gewährleisten, dass die USV-Schaltdauer bei 0 ms liegt. Unabhängig von Änderungen der Netzfrequenz bleibt die Stabilität der Ausgangspannung und -frequenz ununterbrochen gesichert.

4. Energy Control Unit ECU: WISUS-MS verwendet ein Design mit verteilter Steuerung und

zentralen Einstellungen für optimalen Betrieb. Die Energy Control Unit (ECU) verarbeitet Signale innerhalb eines Schranks und zwischen Schränken sowie Statusinformationen und überträgt die Daten an das Überwachungsmodul.

USV-Konzeptdarstellung


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10.2 Mechanische Eigenschaften des Systemschrankes

Nennleistung Einheit WISUS-MS

200 WISUS-MS

300 WISUS-MS

400 WISUS-MS

500 WISUS-MS

600 WISUS-MS

800

Systemschrank

Konfiguration für: Max. 1–4 1–6 1–8 1–10 1–12 1–16

Module (50 kW) und keine Batterien

Max. Stroman-schluss

kW 200 300 400 500 600 800

Abmessungen (BxHxT)

mm 600 x 2.000 x 850 1.200 x 2.000 x 850 1.400 x

2.000 x 850 2.400 x

2.000 x 850

Gewicht des leeren Systemschranks ohne Module und ohne Batterien

kg 222 218 429 615 676 1.028

Gewicht des Sys-temschranks mit Modulen und ohne Batterien

kg 354 (mit 4 Modulen)

416 (mit 6 Modulen)

693 (mit 8 Modulen)

945 (mit 10 Modulen)

1.072 (mit 12 Modulen)


Geräuschpegel in 1 m Entfernung von der Vorderseite, 100 % / 50 % Last

dBA 70,4/59,1 71,5/60,4 72/61 74,1/61,7 74,6/62,4 -

Farben Schrank: Schwarz

*Schränke mit Kabeleinführung von oben und/oder mit zusätzlichen Schaltern für Eingang / Aus-gang auf Anfrage.

10.3 Mechanische Eigenschaften der USV-Module

Leistungsmodule Einheit 50-kW-Modul

Ausgangsnennscheinleistung kVA 50

Ausgangsnennwirkleistung kW 50

Ausgangsleistung mit Last PF=1 kVA / kW 50 / 50

Abmessungen (BxHxT) mm 442 × 130 × 620

Gewicht USV-Modul kg 33

Farben Front: Schwarz


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10.4 Eingangskennwerte

Modul-Typ Einheit 50-kW-Modul

Ausgangsnennleistung pro Modul cosφ 0,8

kVA 50

Ausgangsnennleistung pro Modul cosφ 1,0

kW 50

Eingangsnennspannung V 3×380/220 V+N+PE, 3×400/230 V+N+PE, 3×415/240 V+N+PE

Eingangsspannungstoleranz (siehe 3x400/230 V) für Lasten in %:

V

Bei 40°C: 3×324/187 bis 485/280 V für ＜100 % Last;

Bei 30°C: 3×305/176 bis 3×485/280 V für ＜100 % Last;

Bei 40°C: 3×262/151 bis 3×485/280 V für ＜ 80 % Last;



Bei 30°C: 3×194/112 bis 485/280 V für ＜ 60 % Last.

Eingangsfrequenz Hz 40–70

Eingangsleistungsfaktor 0,99 (Volle Last), > 0,98 (50 % Last)

Einschaltstrom A Beschränkt durch Sanftanlauf / max. Nennstrom

Eingangsverzerrung THDI < 3 % (im Volllastbetrieb, linear);

< 5 % (im Volllastbetrieb, nicht linear)

Max. Eingangsleistung mit Nennaus-gangsleistung (cosphi = 1,0), Nennein-gangsspannung und geladener Batterie pro Modul

kW 51,55

Max. Eingangsstrom mit Nennausgangs-leistung (cosphi = 1,0), Nenneingangs-spannung und geladener Batterie pro Modul

A 75,15

Max. Eingangsleistung mit Nennaus-gangsleistung (cosphi = 1,0), Nennein-gangsspannung und entladener Batterie pro Modul

32-A-Ladegerät

kW 73,49

Max. Eingangsstrom mit Nennausgangs-leistung (cosphi = 1,0), Nenneingangs-spannung und entladener Batterie pro Modul

32-A-Ladegerät

A 107,15


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10.5 Batterieeigenschaften


Zulässige Anzahl an 12-V-Batterieblöcke / 1,2-V-NiCd-Zellen Abhängig von der USV-Raumtempera-tur

-

384–600 V DC (32–50 Batterien, standardmäßig 40). Bei 38 oder 36 Batterien wird die Ausgangsleistung auf 0,9

herabgesetzt. Bei 34 oder 32 Batterien wird die Ausgangsleistung auf 0,8

herabgesetzt.

Maximaler Batterieladestrom A 32 A

Batterieladekurve Ohne Rippelstrom; IU (DIN 41773)

Temperaturkompensation Standard (Temp.-Sensor optional)

Batterietest Automatisch und regelmäßig (einstellbar)

Batterietyp Wartungsfreie VRLA-Batterie

10.6 Ausgangskennwerte


Ausgangsnennleistung pro Modul kVA 50

Ausgangsnennleistung pro Modul kW 50

Ausgangsstrom Inenn bei cosphi 1,0 (400 V)

A 72,17

Ausgangsnennspannung V 3×380/220 V, 3×400/230 V, 3×415/240 V

Ausgangsspannungsstabilität %

Statisch: < ± 1 %

Dynamisch (Lastsprung 0 %–100 % oder 100 %–0 %)

< ± 5 %

Klirranteil der Ausgangsspannung %

Bei linearer Last < 1%

Bei nicht linearer Last (EN62040-3)

< 4%

Ausgangsfrequenz Hz 50 Hz oder 60 Hz (Toleranz ± 0,25 %).

Toleranz der Ausgangsfrequenz %

Mit Netz synchronisiert 44 Hz–66 Hz

(für Bypassbetrieb wählbar) 44 Hz–66 Hz

Freilaufend ± 0,25 %

Bypassbetrieb Bei Eingangsnennspannung von 3x400 V +/- 20 %

oder 187 V bis 280 V ph-N

Zulässige asymmetrische Last (Alle 3 Phasen unabhängig geregelt)

% 100 %

Phasenwinkeltoleranz (Mit 100 % asymmetrischer Last)

Grad ± 2 Grad

Überlastfähigkeit Wechselrichter %

105 % < Last ≤ 110 %: Wechsel zu Bypassmodus nach 60 Minuten 110 % < Last ≤ 125 %: Wechsel zu Bypassmodus nach 10 Minuten 125 % < Last ≤ 150 %: Wechsel zu Bypassmodus nach 1 Minute Last > 150 %: Wechsel zu Bypassmodus nach 200 ms

Ausgangs-Kurzschlussstrom Wech-selrichter

A (RMS) 3 x Inenn für 200 ms

Ausgangs-Kurzschlussstrom Stati-scher Bypass

A (RMS) 10 x Inenn für 100 ms

Crest–Faktor (Last unterstützt) 3:1


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Ausgangsleistung in kW und kVA in Abhängigkeit von cosphi 50-kW-Leistungsmodul: Wirkleistung wird nicht gemäß PF 0,5 kapazitativ - 0,5 induktiv herabgesetzt

10.7 Umgebungsbedingungen

WISUS-MS

Modulbereich 50 kW

Modul-Typ 50-kW-Modul

Betriebstemperatur °C 0 – 40

Lagertemperatur °C -40 – +70

Max. Aufstellungshöhe (über Meeresspiegel) m 1.000 m ohne Leistungsminderung

Leistungsminderungsfaktor für den Einsatz in Höhen über 1.000 m über Meeresspiegel gemäß IEC 62040-3

Meter über Meeresspiegel (m / Fuß) Leistungsminderungsfaktor

1.500 / 4.850 0,95

2.000 / 6.600 0,91

2.500 / 8.250 0,86

3.000 / 9.900 0,82

Relative Luftfeuchtigkeit Max. 95 % (nicht kondensierend)

Zugänglichkeit Von vorne uneingeschränkt für Service und Wartung zugänglich

(kein Bedarf für Zugang an der Seite, oben oder hinten)

Aufstellung Vorne ≥ 800 mm, Hinten ≥ 500 mm, Oben ≥ 500 mm

Kabelanschluss Eingang/Ausgang Oben oder unten

Wirkungsgrad AC-AC bis zu (bei cosphi 1,0 / 230 V / 50 Hz) (abhängig von USV-Leistung)

%

Last: 100 % 75 % 50 % 40 % 25 %

200K: 96,16 % 96,71 % 96,93 % 97,02 % 96,88 %

300K: 96,13 % 96,72 % 96,94 % 97,02 % 96,87 %

400K: 96,15 % 96,70 % 96,93 % 97,00 % 96,87 %

500K: 96,13 % 96,70 % 96,94 % 97,02 % 96,89 %

600K: 96,01 % 96,70 % 96,95 % 97,03 % 96,89 %

800K: 96,01 % 96,70 % 96,95 % 97,02 % 96,89 %

Wirkungsgrad bei nicht linearer Last EN 62040-1-1

bis zu 1 % niedriger als die obigen Werte

Wirkungsgrad des Eco-Betriebs bei 100 % Last

% 99 %

Voreilende und nacheilende Lasten (cos phi)

cosϕ 50KW Module

kW KVA

Ind

. | C

ap

.

0,85 42,5 50

0,90 45 50

0,95 47,5 50

1,00 50 50

0,95 47,5 50

0,90 45 50

0,85 42,5 50

0,80 40 50

0,75 37,5 50

0,70 35 50

0,60 30 50


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10.8 Normen

WISUS-MS

Sicherheit Produktnormen Normen

EN 62040-1 EN 60950-1

Elektromagnetische Ver-träglichkeit

Produktnormen Normen

EN 62040-2

EN 61000-6-2; EN 61000-6-4; EN 61000-4-2;

EN 61000-4-3; EN 61000-4-4; EN 61000-4-5;

EN 61000-4-6

EMV-Klassifizierung 50-kW-Modul

Emissionsklasse C3

Störfestigkeit Klasse C3

Leistung IEC/EN 62040-3 VFI-SS-111

Produktzertifizierung CE

Schutzart IP20 (optional IP21-Komponenten)

10.9 Verkabelungs- und Blockdiagramm für alle Systemschränke und Module Der Kunde ist für die Verkabelung zum Anschluss der USV an die Stromquelle vor Ort verantwort-lich. Die Montageendprüfung und die Inbetriebnahme der USV und des zusätzlichen Batterie-schranks muss von qualifiziertem Servicepersonal, zum Beispiel einem lizensierten Serviceingeni-eur des Herstellers oder einem vom Hersteller zertifizierten Vertreter, durchgeführt werden. Wei-tere Informationen und Verfahren werden im Benutzerhandbuch beschrieben. Anschlussübersicht (Anschlussklemmen) Anforderungen an den Stromversorgungsanschluss für den 200-kW-Schrank

Anschlussbeschreibung Anschluss- Methode

Schraubentyp Schraubenloch Durchmesser

Drehmoment

Netzeingang OT-Crimp-Anschlüsse M10 10,5 mm 26 Nm

Bypasseingang OT-Crimp-Anschlüsse M10 10,5 mm 26 Nm

Batterieeingang OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

Ausgang OT-Crimp-Anschlüsse M10 10,5 mm 26 Nm

PE OT-Crimp-Anschlüsse M10 10,5 mm 26 Nm


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Anforderungen an den Stromversorgungsanschluss für den 300-kW-Schrank

Anschlussbeschreibung Anschluss-Methode Schrauben-typ

Schraubenloch

Durchmesser Drehmoment

Netzeingang OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

Bypasseingang OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

Batterieeingang OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

Ausgang OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

PE OT-Crimp-Anschlüsse M12 13,5 mm 46 Nm

Anforderungen an den Stromversorgungsanschluss für den 350-kW–600-kW-Schrank

Anschluss Anschlussmodus Schraubentyp Schraubenloch Durchmesser

Drehmoment

Netzeingangsanschluss DT-Crimp-Anschlüsse M16 18 mm 120 Nm

Bypasseingangsanschluss DT-Crimp-Anschlüsse M16 18 mm 120 Nm

Batterieeingangsanschluss DT-Crimp-Anschlüsse M16 18 mm 120 Nm

Ausgangsanschluss DT-Crimp-Anschlüsse M16 18 mm 120 Nm

Erdungsanschluss DT-Crimp-Anschlüsse M12 - 470 Nm

11 Kabelquerschnitte, Selektivität, Kurzschlussfestigkeit, Schutzor-gane und Überlastbarkeit

Empfohlene Querschnittsflächen für Stromkabel Hinweise:

Beachten Sie für die Auswahl, den Anschluss und die Führung der Stromkabel lokale Sicher-heitsvorschriften und -bestimmungen.

Wenn sich die externen Bedingungen ändern, zum Beispiel die Verkabelung oder die Umge-bungstemperaturen, führen Sie eine Überprüfung gemäß IEC-60364-5-52 oder lokaler Vorschrif-ten durch.

Wenn die Nennspannung 400 V beträgt, multiplizieren Sie den Strom mit 0,95. Wenn die Nennspannung 415 V beträgt, multiplizieren Sie den Strom mit 0,92.

Wenn die Primärlasten nicht lineare Lasten sind, erhöhen Sie die Querschnittsflächen der Neutralleiter um das 1,5 - 1,7-fache.


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Wenn der Netzeingang und der Bypasseingang eine gemeinsame Stromquelle besitzen, konfigu-rieren Sie die Eingangsstromkabel als Netzeingangskabel. Zudem gelten die in Tabelle 3-3 aufge-listeten Kabel nur für die folgenden Bedingungen:

200 kW: Die Kabel werden entlang der Wand oder am Boden installiert (Norm IEC-

60364-5-52 C). 300 kW: Die Kabel werden in einer einzelnen Schicht über einen Ka-belleiter oder ein Kabelhalterung geführt (Norm IEC60364-5-52 F).

Die Umgebungstemperatur beträgt 30 °C.

Der AC-Spannungsverlust liegt unter 3 % und der DC-Spannungsverlust unter 1 %.

200 kW: Geschmeidiges, ein- oder mehradriges 90°C-Stromkabel mit einem Kupferleiter; 300 kW: Geschmeidiges, einadriges 90°C-Stromkabel mit einem Kupferleiter

Es wird empfohlen, dass das AC-Stromkabel nicht länger als 30 m und das -DC-Stromka-bel nicht länger als 40 m sein sollte. Bei größeren Längen sind die Querschnitte zu erhö-hen.

Element WISUS-MS-200K WISUS-MS-300K

50 kW 100 kW 150 kW 200 kW 250 kW 300 kW

Netzein-gang

Netzeingangsstrom (A) 88 176 264 352 440 528

Empfohlene

Querschnittsfläche (mm²)

4x25 4x70 2x(4x70) 2x(4x95) 2x(4x95) 2x(4x120)

Bypass-eingang

Bypasseingangsstrom (A) 76 152 228 304 380 456

Empfohlene


4x25 4x70 2x(4x70) 2x(4x95) 2x(4x95) 2x(4x120)

Ausgang Ausgangsstrom (A) 76 152 228 304 380 456

Empfohlene


4x25 4x70 2x(4x70) 2x(4x95) 2x(4x95) 2x(4x120)

Batterie-eingang

Batterienennentladestrom (480 V; vierzig 12-V-Batterien) (A)

110 219 329 439 548 658

Batteriemaximalentladestrom, wenn 40 x 12-V-Batterien oder 240 x 2-V-Batterien (1,67 V/Zelle) den Entladevorgang be-enden (A)

131 263 394 525 657 788

Empfohlene Querschnittsfläche (mm²) (+/-)

2x35 2x95 2x(2x70) 2x(2x120) 2x(2x120) 2x(2x150)

Masse-kabel

Empfohlene Querschnittsfläche (mm²)

PE 25 35 70 95 95 120


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Element 350 kW 400 kW 450 kW 500 kW 550 kW 600 kW

Netzein-

gang

Netzeingangsstrom

(A)

615 703 791 879 967 1.055

Empfohlene Quer-

schnittsfläche (mm²)

2x(4x185) 2x(4x185) 3x(4x150) 3x(4x150) 3x(4x240) 3x(4x240)

Bypass-

eingang

Bypasseingangs-

strom (A)

532 608 684 760 836 912

Empfohlene Quer-


2x(4x150) 2x(4x150) 2x(4x185) 2x(4x240) 3x(4x150) 3x(4x150)

Ausgang Ausgangsstrom (A) 532 608 684 760 836 912

Empfohlene Quer-


2x(4x150) 2x(4x150) 2x(4x185) 2x(4x240) 3x(4x150) 3x(4x150)

Batterie-

eingang

Nominaler Entlade-

strom (480-V-Strom;

vierzig 12-V-Batte-

rien) (A)

768 877 987 1.096 1.206 1.316

Batteriemaximal-ent-

ladestrom, wenn vier-

zig 12-V-Batterien

oder zweihundert-

undvierzig 2V-Batte-

rien (1,67 V/Zelle)

den Entladevorgang

beenden (A)

919 1.051 1.182 1.313 1.444 1.576

Empfohlene Quer-


2x(2x185) 2x(2x240) 3x(2x150) 3x(2x185) 3x(2x240) 3x(2x240)

Masse-

kabel

Empfohlene

Querschnitts-

fläche (mm²)

PE 150 150 185 240 240 240


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Empfohlene Eingangs- und Ausgangsleistungsschalter

Modell USV-Kapa-zität

Komponente Spezifikationen Hersteller

WISUS-MS-

200

50 kW Netzeingangsleistungsschalter T1N160 TMD R160 FFC 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T1N160 TMD R100 FFC 3P

ABB (empfohlen, wenn der Kurz-schlussstrom dort, wo sich der Schalter befindet, weniger als 36 kA beträgt).

Downstream-Ausgangsleistungs-schalter

T1N160 TMD R100 FFC 3P

100 kW Netzeingangsleistungsschalter T3N250 TMD R250 FF 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T1N160 TMD R160 FFC 3P


T1N160 TMD R160 FFC 3P

150 kW Netzeingangsleistungsschalter T5N400 TMA R320 FF 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T3N250 TMD R250 FF 3P


T3N250 TMD R250 FF 3P

200 kW Netzeingangsleistungsschalter T5N400 TMA R400 FF 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T5N400 TMA R400 FF 3P


T5N400 TMA R400 FF 3P

WISUS-MS- 300

250 kW Netzeingangsleistungsschalter T6N630

PR221DS-LS/ I R630 FF 3P

ABB (empfohlen, wenn der Kurz-schlussstrom dort, wo sich der Schalter befindet, weniger als 36 kA beträgt).

Bypasseingangsleistungsschalter T5N400 TMA R400 FF 3P



300 kW Netzeingangsleistungsschalter T6N630

PR221DS-LS/ I R630 FF 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T5N630 TMA R500 FF 3P T1N160 TMD R160 FFC 3P




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USV-Kapa-

zität

Komponente Spezifikationen Hersteller

350 kW Netzeingangsleistungsschalter T6N800 PR221DS-LSI R800 FF 3P ABB (Für die 400-

kW-USV konfigu-

rierte Leistungs-

schalter werden in

Schaltungen mit ei-

nem Kurzschluss-

strom von unter 35

kA verwendet, und

jene für 500/600-

kW-USVs werden in

Schaltungen mit ei-

nem Kurzschluss-

strom von weniger

als 50 kA einge-

setzt.)

Bypasseingangsleistungsschalter T5N630 PR221DS-LSI R630 FF 3P

Ausgangsleitungsschutzschalter T5N630 PR221DS-LSI R630 FF 3P

400 kW Netzeingangsleistungsschalter T6N800 PR221DS-LSI R800 FF 3P



450 kW Netzeingangsleistungsschalter T7S1000 PR231/P-LS/IR1000 FF 3P



500 kW Netzeingangsleistungsschalter T7S1000 PR231/P-LS/IR1000 FF 3P



550 kW Netzeingangsleistungsschalter E1N1250 R1250 PR121/P-LIS 3P

Bypasseingangsleistungsschalter T7S1000 PR231/P-LS/IR1000 FF 3P

Ausgangsleitungsschutzschalter T7S1000 PR231/P-LS/IR1000 FF 3P

600 kW Netzeingangsleistungsschalter E1N1250 R1250 PR121/P-LIS 3P

Bypasseingangsleistungsschalter E1N1000 R1000 PR121/P-LIS 3P

Ausgangsleitungsschutzschalter E1N1000 R1000 PR121/P-LIS 3P

Hinweise: Die in der Tabelle empfohlenen Upstream-Eingangsleistungsschalter dienen nur als Referenz. Wenn mehrere Lasten angeschlossen werden, dürfen die Spezifikationen der Leitungsschutzschal-ter die empfohlenen Spezifikationen nicht überschreiten. Die Leistungsschalterauswahl dient dem Schutz von Lasten und Kabeln, und mit dem kaskadieren-den Prinzip wird ein bestimmter Schutz realisiert.


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12 Abmessungen, Einbringung und Aufstellung

Nennleistung Einheit WISUS-MS

200 WISUS-MS

300 WISUS-MS

400 WISUS-MS

500 WISUS-MS

600 WISUS-MS

800

Systemschrank

Abmessungen (BxHxT)

mm 600 x 2.000 x 850 1.200 x 2.000 x 850 1.400 x

2.000 x 850 2.400 x

2.000 x 850

Gewicht des leeren Systemschranks ohne Module und ohne Batterien

kg 222 218 429 615 676 1.028

Gewicht des Sys-temschranks mit Modulen und ohne Batterien

kg 354 (mit 4 Modulen)

416 (mit 6 Modulen)

693 (mit 8 Modulen)

945 (mit 10 Modulen)



Gewicht des Moduls kg 33

13 Installationsplanung, Aufstellung und Wärmeabgabe Installationsplanung Die Mindestabstände müssen einen ordnungsgemäßen Luftstrom an der USV-Anlage und das Öff-nen der Tür ermöglichen. Die USV-Anlage WISUS-MS ist für Warm- oder Kaltgangschottung bes-tens geeignet.

Mindestabstände für einzelne USV

USV-Modell A1

(mm)

B1

(mm)

C

(°)

D

(mm)

Alle (50–800K) 500 800 120° 500

Abbildung: Draufsicht und Angabe der Mindestabstände für

eine einzelne USV.

B1

A1

USV-An-lage Schrank

Türöffnung

C

D Der Abstand

nach oben ist nur erforderlich, wenn seitlich keine Abstände vorhanden sind.


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USV-Systemschrank

(50 kW bis 800 kW) WISUS-MS 50-800KW

Zugänglichkeit Von vorne uneingeschränkt für Service und Wartung zugänglich (kein Bedarf für Zugang an der Seite, oben oder hinten)

Aufstellung Siehe Abschnitt 10.11

Kabelanschluss Eingang/Ausgang Oben oder unten

Wärmeableitung pro Modul mit nicht linearer Last

Modulbereich 50 kW

Modul-Typ 50-kW-Modul

Wärmeabgabe mit 100 % nicht linearer Last pro Modul (EN 62040-1-1)

W 1.545

Wärmeabgabe mit 100 % nicht linearer Last pro Modul (EN 62040-1-1)

BTU 5.273

14 Batteriewerte


Zulässige Anzahl an 12-V-Batterieblöcke / 1,2-V-NiCd-Zellen Abhängig von der USV-Raumtempera-tur

-

384–600 V DC (32–50 Batterien, standardmäßig 40). Bei 38 oder 36 Batterien wird die Ausgangsleistung auf 0,9 herabgesetzt. Bei 34 oder 32 Batterien wird die Ausgangsleistung auf 0,8 herabgesetzt.

Maximaler Batterieladestrom A 32 A

Batterieladekurve Ohne Rippelstrom; IU (DIN 41773)

Temperaturkompensation Standard (Temp.-Sensor optional)

Batterietest Automatisch und regelmäßig (einstellbar)

Batterietyp Wartungsfreie VRLA-Batterie


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15 Servicedienstleistungen Wartung/Service der USV-Anlagen (Quelle: Bitkom) „Grundvoraussetzung für die Aufrechterhaltung der ordnungsgemäßen Funktion ist die Wartung gemäß den Vorgaben des Herstellers durch dafür vom Hersteller autorisiertes Fachpersonal. Ver-schleißteile müssen gemäß Herstellerangaben vor Ablauf Ihrer Gebrauchsdauer erneuert werden. Auf Grund der häufig eingesetzten, wartungsfrei verschlossenen Bleibatterien wird auf deren War-tung ein nicht so großes Augenmerk gelegt. Die Bezeichnung »wartungsfrei« bezieht sich jedoch auf das Innere der Batterie. Das bedeutet, dass kein destilliertes Wasser aufgefüllt werden muss. Jedoch müssen sämtliche Verbindungen und die Polschrauben auf das entsprechende Drehmo-ment geprüft werden. Die Spannungen der einzelnen Batterien sind in Ladeerhaltung und in der Entladephase aufzunehmen und zu protokollieren. Nur anhand dieser Daten kann der Zustand der Batterie beurteilt/bewertet werden. Ebenso wichtig ist die regelmäßige Reinigung der Batteriean-lage, um Kriechströme bzw. Kurzschlüsse zu vermeiden. Ein nicht zu vernachlässigender Sicherheitsaspekt im Störungsfall ist die personelle und zeitliche Verfügbarkeit von entsprechendem Fachpersonal zur Beseitigung von Störungen.“

16 Schnittstellen, Anschlüsse und Softwarezubehör

16.1 Kommunikations- und Überwachungssystem

Power-Management-Display (PMD) 7"-LCD-Farbdisplay für jedes Rack

Serielle Anschlüsse RS485 am DB26-An-schluss

Anschluss an ein Netzwerkmanagementgerät über zwei Leitungen.

USB 1x für die Überwachung und das Software-Management

Kundenschnittstellen: Schwachstromkontakt-karte

Die Schwachstromkontaktkarte ermöglicht der USV das Batteriesys-tem zu überwachen und zu verwalten (einschließlich des externen Batterieschalters), Alarmsignale für externe Geräte bereitzustellen und eine Notabschaltung (EPO) per Fernzugriff zu implementieren. Max. 12V DC

Kundenschnittstellen: (Optional) Schwach-stromkontakterweiterungskarte

Die Schwachstromkontakterweiterungskarte bietet fünf Signalaus-gangsanschlüsse und fünf Signaleingangsanschlüsse. Max. 24V DC

Steckplatz für SNMP SNMP-Karte Zur Überwachung und für die Integration in das Netzwerkmanagement


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16.1.1 Überblick

Das Überwachungssystem besteht aus Steuermodul und Display. Das Überwachungssystem und das NetEco6000U können ein Fernverwaltungssystem einrichten.

Komponente Modell Anmerkungen

Display - Bietet ein LCD-Display und Überwachungsfunktionen.

Steuer-modul

ECM-Baugruppenträger - Beherbergt das Steuermodul.

ECM ECU01A Verarbeitet Signale innerhalb des Racks und zwischen Racks sowie Statusdaten.

Schwachstromkontaktkarte MUE05A Dient als digitale Eingangs- (DI)/digitale Ausgangskarte (DO).

Überwachungsschnittstellenkarte MUS05A Überwacht das Display.

Schwachstromkontakterweite-rungskarte (optional)

MUE07A Dient als DI/DO-Erweiterungskarte.

Rückspeiseschutzkarte (optional) MUE06A -

Überwachungssystem Steuermodul

16.1.2 Funktionsprinzip

Das Überwachungssystem bietet umfangreiche Systemverwaltung, LCD-Management und Kommunikationsmanagement.

Das Steuermodul implementiert das Batteriemanagement.

Das Display kommuniziert mit der Überwachungsschnittstellenkarte, um die laufenden In-formationen und Parameter des Steuermoduls zu erfassen.

Das Display liefert Abfragebefehle, zeigt erfasste Informationen an und ermöglicht Bedien-vorgänge.

Das Überwachungssystem meldet den Systemstatus und Schlüsselinformationen über ei-nen FE- oder RS485-Anschluss an das WISUS-MS-System.

Das Überwachungssystem bietet einen RS485-Anschluss für weitere Funktionen.


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Position des Überwachungssystems im WISUS-MS-System

16.1.3 Redundante Bussteuerung


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Funktionen:

Als eine Steuerschnittstelle für das gesamte System kommuniziert die Bussteue-rung/Energy Control Module (ECM) mit jedem Modul und bietet einen Bus für die Kommu-nikation mit der Schwachstromkontaktkarte. Die Systemsteuerungskarte gewährleistet aus-geglichenen Ausgangsstrom zwischen Modulen, so dass die Strombelastung gleichmäßig verteilt wird.

Liefert dem Display Modulbetriebsinformationen.

Steuert den Betrieb eines einzelnen WISUS-MS- und Parallelsystems und meldet die WISUS-MS-Statusinformationen an andere Überwachungsmodule.

Das System bietet drei Arten von CAN-Kommunikation (Control Area Network): Überwa-chungs-CAN-Kommunikation, rackinterne Parallel-CAN-Kommunikation und Parallel-CAN-Kommunikation zwischen Racks. Die nachfolgende Abbildung zeigt die logischen Verbin-dungen.

16.1.4 Schwachstromkontaktkarte

Funktionen: Die Schwachstromkontaktkarte ermöglicht es der USV, den Batterietrennschalterkasten zu steuern und zu überwachen sowie EPO zu implementieren. Spezifikationen:

Maximal zwei Schwachstromkontaktkarten im ECM-Baugruppenträger

Hot-Swap-fähig

0,5 HE hoch


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16.1.5 Anschlüsse an der Schwachstromkontaktkarte

Siebdruck Beschreibung

BTG Erkennt Batterieerdschlussstörungen

0V Sekundärseitige Erdung

GEN Erkennt den Dieselgeneratormodus


BCB_OL Erkennt den Batterietrennschalterkasten

BCB_STA Überwacht den Batterieschalter

BCB_DRV Steuert die Auslösung des Batterieschalters im Batterietrennschalterkasten, + 12 V:

Batterieschalter ausgelöst.

BCB_0V Sekundärseitige Erdung

EPO_NO EPO-Anschluss. Der Ausgangsstatus ist getrennt. Wenn der Schließer-Anschluss (NO)

an den EPO_12V-Anschluss angeschlossen wird, wird eine Notabschaltung (EPO)

ausgelöst.

EPO_12V +12 V

EPO_NC EPO-Anschluss. Der Ausgangsstatus ist verbunden. Wenn der Öffner-Anschluss (NC)

vom EPO_12V-Anschluss getrennt wird, wird eine Notabschaltung (EPO) ausgelöst.

EPO_12V +12 V

SWITCH STATUS_OUT Überwacht den Ausgangs-Leistungsschalter der USV am Ausgangsleistungsverteiler-

schrank (PDC)

SWITCH STATUS_0V Sekundärseitige Erdung

SWITCH STATUS_MT Überwacht den Wartungstrennschalter am Ausgangsleistungsverteilerschrank (PDC)


SWITCH STATUS_BP Überwacht den Bypasseingang am Eingangsleistungsverteilerschrank (PDC)


Überspannungsschutzgerät Überwacht das Eingangs-AC-Überspannungsschutzgerät



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16.1.6 Überwachungsschnittstellenkarte

Funktionen:

Die Überwachungsschnittstellenkarte überwacht den WISUS-MS-Status, liefert Notfallbe-fehle, meldet Systeminformationen und zeigt die wesentlichen WISUS-MS-Daten und -Pa-rameter auf dem LCD-Display an.

Die Überwachungsschnittstellenkarte bietet einige externe Anschlüsse sowie eine Reihe von Überwachungs- und Steuerfunktionen.

Spezifikationen:

Hot-Swap-fähig

1 HE hoch

16.1.7 Display

Funktionen: Das Display verwendet für die Anzeige der WISUS-MS-Informationen ein 7-Zoll-Dünnschichttran-sistor (TFT)-LCD-Display. Spezifikationen: Abmessungen (H x B x T): 175 mm x 264 mm x 40 mm

(1) Statusanzeige (2) LCD-Bildschirm

Status Farbe Bedeutung

Ein

Rot Ein kritischer Alarm wurde generiert und der Summer ertönt ununterbrochen.

Gelb Ein minderschwerer Alarm wurde generiert und der Summer ertönt intermittie-rend. Die gelbe Anzeige leuchtet zum Beispiel statisch, wenn der Wechsel-richter im Normalbetrieb keine Stromzufuhr bereitstellt.

Grün Die USV funktioniert ordnungsgemäß.

Aus - Das Display ist abgeschaltet.


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16.2 Optionen

16.2.1 Rückspeiseschutzkarte

Funktionen: Bei einer Rückspeisung sendet die Rückspeiseschutzkarte Signale, um Alarmsignale auszulösen oder die Feedbackschleife schnell zu trennen. Spezifikationen:

Hot-Swap-fähig

0,5 HE hoch

16.2.2 Schwachstromkontakterweiterungskarte

Funktion: Die Schwachstromkontakterweiterungskarte bietet fünf potentialfreie Relaiskontaktausgänge und fünf Signaleingangsanschlüsse. Die Karte implementiert zahlreiche Alarm- und Steuerungsfunktio-nen, um Kundenanforderungen zu erfüllen. Spezifikationen:

Maximal zwei Schwachstromkontakterweiterungskarten im ECM-Baugruppenträger

Hot-Swap-fähig

0,5 HE hoch

Hinweise:

Für Schwachstromkontaktausgänge betragen DC-Nennspannung und -strom 24 V DC und 0,6 A und die Maximalwerte sind 30 V DC und 1,0 A. AC-Nennspannung und -strom betragen 24 V AC und 0,6 A, und die Maximalwerte sind 30 V AC und 1,0 A. Stellen Sie während des Kabelanschlusses sicher, dass die Spannung und die Stromstärke diese Höchstwerte nicht überschreiten.

DO_1–DO_5 können kritische und minderschwere Alarme, den Bypassmodus, Batteriemo-dus, niedrige Batteriespannung, Dieselgeneratorsteuerung und weitere Status anzeigen. DO_1 zeigt standardmäßig niedrige Batteriespannung an und weitere sind reserviert.

DI_1 und DI_2 ermöglichen, Tür- und Wasseralarme zu überwachen.

Alle DIs sind reserviert. Benutzer können DOs flexibel je nach den tatsächlichen Anforde-rungen zuweisen.


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Schwachstromkontakt Siebdruck Beschreibung

Ausgang

DO_1

NO

Zeigt Relaisausgangssignale an. Der Schwach-

stromkontakt ist standardmäßig normalerweise of-

fen. Wenn der voreingestellte Status auftritt, wird

das Relais geschlossen. Benutzer können die

Schwachstromkontakte anhand der tatsächlichen

Anforderungen als normalerweise offen oder nor-

malerweise geschlossen einstellen.

COM

DO_2

NO Zeigt Relaisausgangssignale an. Der Schwach-stromkontakt ist standardmäßig normalerweise offen. Wenn der voreingestellte Status auftritt, wird das Relais geschlossen. Benutzer können die Schwachstromkontakte anhand der tatsächli-chen Anforderungen als normalerweise offen oder normalerweise geschlossen einstellen.

COM

DO_3


COM

DO_4


COM

DO_5


COM

Eingang

DI_1 +

Reserviert –

DI_2 +

Reserviert –

DI_3 +

Reserviert –

DI_4 +

Reserviert –

DI_5 +

Reserviert –


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17 Kontaktpersonen für den Fachplaner Süd-Westdeutschland Michael Herm Projektmanager Vertrieb Office +49 (0) 7227 9957519 Tel. +49 (0) 7157 7374 25

Fax +49 (0) 7157 7374 44

Mobil +49 (0) 173 4639296 E-Mail [email protected]

Norddeutschland (Berlin) Peter Gaßner Projektmanager Vertrieb Office Berlin +49 (0) 30 49878815 Tel. +49 (0) 7157 7374 29 Fax +49 (0) 7157 7374 44 Mobil +49 (0) 151 56420767 E-Mail [email protected]

Bayern

Markus Steiner Projektmanager Vertrieb Tel. +49 (0) 7157 7374 34 Fax. +49 (0) 7157 7374 44 Mobil +49 (0) 170 6289409 E-Mail [email protected]

Ostdeutschland Jan Oberreich Projektmanager Vertrieb Tel. +49 (0) 371 335 246 84 Fax. +49 (0) 371 335 246 86 Mobil +49 (0) 151 688 07 280 E-Mail [email protected]

Hessen | Saarland Domingos Dias Projektmanager Vertrieb Tel. +49 (0) 7157 7374 46 Fax. +49 (0) 7157 7374 44 Mobil +49 (0) 171 1257 929 E-Mail [email protected]

Alle weiteren Gebiete über das Stammhaus Steinenbronn Tel. +49 (0) 7157 7374 0 Fax +49 (0) 7157 7374 44 E-Mail [email protected]

Web www.woehrle-svs.de

Nordrhein-Westfalen Uwe Michels Projektmanager Vertrieb

Tel. +49 (0) 7157 7374 36 Fax +49 (0) 7157 7374 44 Mobil +49 (0) 160 9234 72 94 E-Mail [email protected]

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Notizen: Alle Urheber-, Eigentums- und Nutzungsrechte für die in dieser Drucksache enthaltenen Informati-onen und Konzeptionen liegen ausschließlich bei Wöhrle Stromversorgungssystem GmbH, sofern nicht ausdrücklich andere Quellenangaben genannt sind.

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH Lerchenstraße 34 71144 Steinenbronn | Germany Tel. +49 (0) 7157 7374 0 Fax +49 (0) 7157 7374 44 [email protected] | www.woehrle-svs.de


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